Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
DISETUJUI OLEH: Komisi Pembimbing
Awan Maghfirah, S.Si. M.Si Drs. Syahfandi Ahda, MT NIP. 197909022010121004 NIP. 196002021987021001
Diketahui Oleh:
Departemen Fisika FMIPA USU Kepala Pusat Sains dan Teknologi
Ketua, Bahan Maju-BATAN
PERSETUJUAN
Judul : Pengaruh Perbedaan Tekanan Terhadap Proses Pemolingan Bahan Piezoelektrik PbZr0,52Ti0,48O3 dengan Penambahan Polyvinylidine Flouride
Kategori : Skripsi
Nama : Yani Permata Sari
Nomor Induk Mahasiswa : 120801067
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Juli 2016
Komisi pembimbing :
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Drs. Syahfandi Ahda, MT Awan Maghfirah, S.Si. M.Si NIP. 196002021987021001 NIP. 197909022010121004
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,
Dr. Marhaposan Situmorang NIP : 195503019800310
PERNYATAAN
PENGARUH PERBEDAAN TEKANAN TERHADAP PROSES PEMOLINGAN BAHAN PIEZOELEKTRIK PbZr0,52Ti0,48O3 DENGAN
PENAMBAHAN POLYVINYLIDINE FLOURIDE
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2016
YANI PERMATA SARI 120801067
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirrahim Assalamu’alaikum Wr. Wb
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini yang berjudul “Pengaruh Perbedaan Tekanan Terhadap Proses Pemolingan Bahan Piezoelektrik PbZr0,52Ti0,48O3 dengan Penambahan Polyvinylidine Flouride” dengan baik dan lancar.
Penulis menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan, dorongan, dan doa dari berbagai pihak, skripsi ini tidak akan dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua yaitu Ibunda Desmiwati dan Ayahanda Yuher Efendi yang telah memberikan dukungan moril dan materiel serta dorongan semangat, kasih sayang, dan doa yang tulus.
2. Awan Maghfirah, S.Si. M.Si selaku dosen pembimbing utama yang telah meluangkan waktunya, memberikan saran, dan arahan selama penulisan skripsi ini.
3. Drs. Syahfandi Ahda, MT selaku pembimbing di PSTBM-BATAN yang telah memberikan petunjuk, saran, arahan, motivasi, dan semangat dalam pelaksaan serta penulisan skripsi ini.
4. Ketua Jurusan Fisika dan seluruh staff pengajar yang telah berbagi ilmu dan pemahaman, serta seluruh pegawai akademik atas segala kemudahan dan bantuan yang telah diberikan.
5. Seluruh staff PSTBM-BATAN yang telah berbagi ilmu, semangat, dan motivasi selama pelaksanan penelitian di BATAN.
6. Keluarga Bapak Sulaiman selaku keluarga di BATAN yang telah memberikan informasi penelitian, bantuan, dan semangat kepada penulis. 7. Keluarga Pak Hen dan Bu Upik sebagai pengganti orang tua di Tangerang
yang telah memberikan bantuan kepada penulis sejak pertama penelitian hingga akhir.
8. Teman-teman seperjuangan Physics On fire 2012 yang telah menemani
selama 4 tahun dalam suka dan duka perkuliahan.
9. Darla’s Family KKN 2015 yang telah memberi semangat serta berbagi
canda dan tawa kepada penulis.
10.Teman-teman PSTBM-BATAN Gedung 71, Kak Henni, Uni Winda, Uni Enny, Mbak Ayu, Nida, Hanif, Bayu, Riko, Cipta, Rio, Mardianto, Fauza, Ilwan, dan Dwi atas segala bantuan, berbagi ilmu, masukan, semangat, serta canda dan tawa.
11.Rekan-rekan seperantauan IMKR-Medan atas semangat dan dorongannya. 12.Sahabat tersayang Purnama Sari yang selalu ada dalam suka dan duka
serta selalu memberi dorongan dan semangat kepada penulis.
Penulis Yani Permata Sari
PENGARUH PERBEDAAN TEKANAN TERHADAP PROSES PEMOLINGAN BAHAN PIEZOELEKTRIK PbZr0,52Ti0,48O3 DENGAN
PENAMBAHAN POLYVINYLIDINE FLOURIDE
ABSTRAK
Telah dilakukan sintesa bahan keramik piezoelektrik Timbal Zirkonat Titanat (PZT) merupakan bahan yang mengandung unsur PbZr0,52Ti0,48O3. Penelitian ini dilakukan dengan penggerusan, kompaksi dengan variasi tekanan 35.150 N/m2 dan 49.210 N/m2, dan pemanasan pada suhu 950oC selama 4 jam yang disebut dengan metode reaksi padat. Setelah proses sintesa bahan dilakukan karakterisasi menggunakan X-ray Diffractometer (XRD) dan Brunauer, Emmet, Teller (BET).
Hasil identifikasi menggunakan XRD menunjukkan bahwa produk sintesa memiliki struktur kristal tetragonal perovskit. PZT yang bagus akan digerus kembali dengan penambahan fraksi gram PVDF 1,5% dan 2,5% untuk PZT tekanan 35.150 N/m2 dan 5% untuk PZT tekanan 49.210 N/m2. Kemudian dilanjutkan dengan proses pemolingan dengan tegangan 4 kV/mm menggunakan sumber tegangan tinggi dari pembangkit rangkaian TV 14-21 inchi. Keberhasilan proses pemolingan dibuktikan dengan pengukuran konstanta piezoelektrik menggunakan d33 meter. Hasil konstanta piezoelektrik yang tertinggi diperoleh dari bahan piezoeletrik PZT tekanan 49.210 N/m2 yaitu 61 x 10-12 C/N. Penambahan PVDF pada PZT mengurangi nilai konstanta piezoelektrik.
Kata kunci: Piezoelektrik, PZT, tetragonal perovskit, PVDF, poling, konstanta piezoelektrik
THE EFFECT OF PRESSURE DIFFERENCE ON POLLING PROCESS PIEZOELECTRIC MATERIAL PbZr0,52Ti0,48O3 WITH ADDITION
POLYVINYLIDINE FLOURIDE
ABSTRACT
It has been synthesized a piezoelectric ceramic material Plumbum Zirconate Titanate (PZT) is the material that contains elements PbZr0,52Ti0,48O3. This research was carried out by grinding, compacting with variations of pressure of 35.150 N/m2 and 49.210 N/m2, and heating at a temperature of 950oC for 4 hours so-called solid state reaction. After the synthesis process has been done the characterization materials using X-ray diffractometer (XRD) and Brunauer, Emmet, Teller (BET). The result of identification using XRD shows that the synthesis product had a tetragonal crystal structure of perovskite. The good PZT will be crushed again with the addition of gram PVDF fraction of 1,5% and 2,5% for PZT pressure of 35.150 N/m2 and 5% for PZT pressure of 49.210 N/m2. Then proceed with the process of polling with the voltage 4 kV/mm using a high voltage of source series of TV 14-21 inches. The success of the process of polling proved by measurements of the piezoelectric constants using d33 meter. The results of the highest piezoelectric constants obtained from PZT material piezoeletrik 49.210 N/m2 pressure is 61 x 10-12 C/N. The addition of PVDF on PZT reduce piezoelectric’s constant value.
Keywords: Piezoelectric, PZT, tetragonal perovskite, PVDF, polling, piezoelectric constants
DAFTAR ISI